天然气基本知识培训.docx
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天然气基本知识培训
天然气知识介绍
一、天然气基本知识介绍
天然气是一种无毒、无色的以碳氢化合物为主的混合气体,主要成份是甲烷(CH4)。
它具有经济、安全、方便、清洁环保的特点,广泛用于民用灶、商用餐饮业、采暖、化工原料等方面。
天然气不溶于水,密度为0.7174kg/Nm³,燃点(℃)为650,爆炸极限(V%)为5-15。
在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。
甲烷是最短和最轻的烃分子。
有机硫化物和硫化氢(H2S)是常见的杂质,在大多数利用天然气的情况下都必须预先除去。
天然气在送到最终用户之前,为助于泄漏检测,还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。
天然气每立方燃烧热值为8836大卡。
每公斤液化石油气燃烧热值为11000大卡。
气态液化石油气的比重为2.5公斤/立方米。
每立方液化石油气燃烧热值为25200大卡。
每瓶液化石油气重14.5公斤,总计燃烧热值159500大卡,相当于20立方天然气的燃烧热值。
LNG是英文LiquefiedNaturalGas的简称,即液化天然气。
它是天然气(甲烷CH4)经过除液、除酸、干燥、分馏、低温冷凝形成,体积缩小为原来的1/600。
液化后的天然气其体积大大减少,约为0℃、1个大气压时天然气体积的1/600,也就是说1立方米LNG气化后可得600立方米天然气。
无色无味,主要成份是甲烷,很少有其它杂质,是一种非常清洁的能源。
其液体密度约426kg/m³。
压缩天然气(CompressedNaturalGas,简称CNG)是天然气加压到20-25MPa,再经过高压深度脱水并以气态储存在容器中。
它及管道天然气的组分相同。
CNG可作为车辆燃料利用。
二、天然气不同状态换算
1千克液化天然气=1.4-1.5立方米天然气(标况气态);
1立方米天然气(标况气态)=0.7256千克液化天然气;
1立方米液化天然气(LNG)可气化600-625立方米天然气(标况气态)
1立方米液化天然气的质量约为430-470千克
1升液化天然气=0.6-0.625立方米天然气(标况气态)
1升液化天然气=0.001立方米液化天然气其质量为0.43-0.47千克
1升天然气(压力为20MPa)=0.001立方米天然气(压力为20MPa)=0.208立方米天然气(标况气态)
1方CNG(25MPa)=250立方米天然气(标况气态)
1吨标准油=1.454吨标煤
常用燃料热值
1度电折861大卡
1千克标准煤折7000大卡
1千克轻油折10300大卡
1千克标准油折10180大卡
1千克重油折10600大卡
1千克LPG折11000大卡
1公斤LNG折13000大卡
三、CNG燃料汽车及汽油车的比较
下面将针对CNG燃料汽车和汽油汽车几个方面进行比较。
1)经济性比较
以出租车为例,CNG燃料汽车及汽油的性能比较如下:
汽油及CNG性能对比表
燃料
热值
密度
单位体积热值
93#汽油
46.0兆焦/千克
0.725千克/升
33.35兆焦/升
CNG
37.1兆焦/标准立方米
0.742千克/标准立方米
37.1兆焦/标准立方米
对单位体积热值的比较,用CNG取代汽油,1标准立方米天然气相当于1.11升汽油,出租车百公里消耗燃油8升,LNG燃料汽车百公里消耗天然气7.27标准立方米天然气。
CNG和汽油作为燃料经济效益比较表:
(以出租车日行驶350公里计算)
燃料
百公里耗量
单价
日燃料成本
93#汽油
8升
6.2元/升
173.6元
CNG
7.27标准立方米
5.59元/标准立方米
142.2元
以CNG为燃料替代汽油每天燃料成本减少31.4元,按年运营时间350天计算,年可以节省燃料成本10990元,出租车改装仅仅需要除超过8500元,因此该车增加的5000元成本可以在运营一年后收回,按出租车运营寿命为6年,6年内由燃料费用上得到的经济效益为6.6万元,因此采用CNG燃料汽车相对于柴油车大幅度的降低了车辆的运营成本,为出租车用户创造了经济利益。
2)运行安全
天然气相对密度(空气为1)小,为0.58~0.68,泄漏后很快升空,易散失,不易着火;汽油蒸气较重,液态挥发有过程,且不易散失,易着火爆炸。
天然气爆炸极限为4.8%~14.8%,汽油爆炸极限为1%~6%,而且天然气自燃点(在空气中)为650℃,比汽油自燃点(510~530℃)高,故天然气比汽油泄漏着火的危险小。
而且天然气汽车的钢瓶是高压容器,其材质及制造、检验试验有严格的规程控制,不易因汽车碰撞或翻覆造成失火或爆炸,而汽油汽车的油箱系非压力容器,着火后容易爆炸。
3)天然气汽车综合比较结论
通过CNG及汽油的对比,CNG是一种更清洁、更安全、更经济的替代车用燃料。
因此CNG作为车用燃料的市场前景非常广阔,随着CNG燃料市场的进一步扩展,必将为社会创造巨大的经济效益和社会效益。
四、居民生活用气比较
居民生活用量比较:
燃料名称
煤炭
石油液化气
电
天然气
热值
5000-7000大卡/公斤
10059大卡/公斤
861大卡/度
8836大卡/米3
每户人数
4
4
4
4
日用量
4公斤
0.40公斤
6.2度
0.6米3
单价
0.7元/公斤
12元/公斤
0.38元/度
4.66元/米3
月耗费用
84元
144元
70.68元
83.88元
五、天然气及其他燃料换算举例
例:
液化石油气天然气
橡胶厂,是一个烧制浮漂的工厂。
原先使用的燃料为液化石油气(俗称液化气),每天用液化石油气600kg,每天工作11小时。
那么,换成天然气后,每天用气是多少立方?
设备小时流量是多少?
现在让我们来换算一下:
液化石油气的热值是41.9MJ/kg,也就是11000大卡/kg。
天然气的热值是37.1MJ/m³,也就是8836大卡/m³。
根据热量守恒,可知600kg×11000大卡/Kg÷8836大卡/m³=746.9m³.所以,该厂使用天然气作燃料后,每天用气量是1138立方(理论核算值)。
如果11小时工作,则该厂设备小时流量=1138/11=67.9m³/h。
例:
柴油天然气
厂天然气改造,原先用柴油做燃料,每天用300Kg柴油,每天工作24小时,但是加热设备实际每天加热时间10小时,如果换成天然气以后,日用气量是多大?
设备小时流量是多少?
现在让我们做一下计算:
根据热量守恒:
柴油的热值是11000大卡/kg,天然气的热值是8836大卡/m³,若改成天然气后用量是
300Kg×11000大卡/kg÷8836大卡/m³=373.5m³,设备的小时流量是15.6m³/h
例:
电天然气
天然气改造,1台拉丝机用电加热一天24小时用电109度,问如果有5台拉丝机用气量是多大?
现在让我们换算一下:
一度电产生的热值是:
1KW·小时×3600秒×1000=3.6MJ=864大卡
五台拉丝机一天总用电量是:
5×102度=510度
则换算成天然气量是:
510度×864大卡/度÷8836大卡/m³=49.9m³
小时流量是:
49.9m³÷24h=2.07m³/h
城镇燃气管道的设计压力(P)分为7级,并应符合表6.1.6的要求。
城镇燃气管道设计压力(表压)分级
名 称
压力(MPa)
高压燃气管道
A
2.5
B
1.6
次高压燃气管道
A
O.8
B
O.4
中压燃气管道
A
0.2
B
O.O1≤P≤O.2
低压燃气管道
P 聚乙烯管道的最大允许工作压力(MPa) 城镇燃气种类 PE80 PE100 SDR11 SDR17.6 SDR11 SDR17.6 天然气 0.50 0.30 0.70 0.40 液化石油气 混空气 0.40 0.20 0.50 0.30 聚乙烯管道和热力管道之间的水平净距(m) 项目 燃气管道 低压 中压 次高压 B A B 热力管 直埋 热水 1.0 1.0 1.0 1.5 蒸汽 2.0 2.0 2.0 3.0 在管沟内(至外壁) 1.0 1.5 1.5 2.0 聚乙烯管道和热力管道之间的垂直净距(m) 项目 燃气管道(当有套管时,以套管计) 热力管 燃气管在直埋(热水)管上方 0.5加套管 燃气管在直埋(热水)管下方 1.0加套管 燃气管在管沟上方 0.2加套管或0.4 燃气管在管沟下方 0.3加套管 地下燃气管道及建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距(m) 项 目 地下燃气管道压力(MPa) 低压 中压 次高压 B≤O.2 A≤O.4 BO.8 A1.6 建筑物 基础 0.7 1.O 1.5 外墙面(出地面处) 5 13.5 给水管 0.5 O.5 0.5 1 1.5 污水、雨水排水管 1 1.2 1.2 1.5 2.O 电力电缆(含电车电缆) 直埋 0.5 0.5 O.5 1 1.5 在导管内 1.O 1 1 1.O 1.5 通信电缆 直埋 O.5 0.5 O.5 1 1.5 在导管内 1 1 1.O 1 1.5 其他燃气管道 DN≤300m O.4 0.4 0.4 0.4 0.4 DN>300mm 0.5 0.5 O.5 0.5 0.5 热力管 直埋 1.O 1 1 1.5 2 在管沟内(至外璧) 1 1.5 1.5 2.O 4.O 电杆(塔)的基础 ≤35kV 1 1 1 1 1 >35kV 2.O 2.O 2 5 5 通信照明电杆(至电杆中心) 1 1 1 1.O 1 铁路路堤坡脚 5 5 5 5 5 有轨电车钢轨 2 2 2 2 2.O 街树(至树中心) O.75 O.75 0.75 1.2 1.2 地下燃气管道及构筑物或相邻管道之间垂直净距(m) 项 目 地下燃气管道(当有套管时,以套管计) 给水管、排水管或其他燃气管道 0.15 热力管、热力管的管沟底(或顶) 0.15 电缆 直 埋 0.5 在导管内 0.15 铁路 轨底) 1.2 有轨电车(轨底) 1
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